CN103727421A

CN103727421A - Led改型灯

Info

Publication number: CN103727421A
Application number: CN201210386984.2A
Authority: CN
Inventors: 林雪琴; 程迎军; 胡飏; 赵新凯
Original assignee: Osram Co Ltd
Current assignee: Osram GmbH; Osram Co Ltd
Priority date: 2012-10-12
Filing date: 2012-10-12
Publication date: 2014-04-16
Also published as: WO2014056999A1

Abstract

本发明涉及一种LED改型灯，包括：承载结构（1）；布置在承载结构（1）一侧的电路板（2）；以及透镜（3），其中电路板（2）竖立在承载结构（1）上，并且电路板（2）包括分别布置有至少一个LED芯片的第一侧面（21）和第二侧面（22），其中，透镜（3）包括安装在第一侧面（21）和第二侧面（22）上的第一透镜部分（31）和第二透镜部分（32），其中，来自LED芯片的光线分别通过第一透镜部分（31）和第二透镜部分（32）出射。

Description

LED改型灯

技术领域

本发明涉及一种LED改型灯。

背景技术

LED照明具有发光效率高，寿命长，绿色环保的优点。因此，市场上出现了越来越多的以LED作为光源的照明设备。LED改型灯主要用于取代传统的照明装置中的光源，例如传统的白炽灯或者灯管。为此需要将LED改型灯安装在传统的照明装置的灯座中，因此LED改型灯需要具有传统的白炽灯或者灯管的形状。另外，例如传统的白炽灯能够实现所谓的全向照明，而用于替代白炽灯的LED改型灯也需要能够实现全向照明。为此，在现有技术中出现了多种不同类型的LED全向照明装置。现有技术中的方案多采用将多个LED芯片布置在不同的方向上，以实现全向照明。然而这种布置方式的一个主要的缺陷在于，由于采用了多个LED芯片，因此对驱动器和驱动电压的要求较高。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种LED改型灯。根据本发明的LED改型灯能够实现全向照明，同时其更加节省能源，并且结构简单，易于装配。

本发明的目的通过一种LED改性灯由此实现，即该LED改型灯包括：承载结构；布置在承载结构一侧的电路板；以及透镜，其中，电路板竖立在承载结构上，并且电路板包括分别布置有至少一个LED芯片的第一侧面和第二侧面，其中，透镜包括安装在第一侧面和第二侧面上的第一透镜部分和第二透镜部分，其中，来自LED芯片的光线分别通过第一透镜部分和第二透镜部分出射。在本发明的设计方案中，由于电路板竖立在承载结构上，因此电路板的两个侧面分别面对两个不同的方向，而在这两个侧面上分别布置有LED芯片，所以在不同的侧面上的LED芯片也朝向相反的方向发射光线。另外，电路板的每个侧面上都布置有透镜部分，这些透镜部分能够对每一侧的LED芯片发射的光线进行二次光学处理，从而使得每一侧的LED芯片发射的光线都能够覆盖至少一个半球区域，从而使得根据本发明的LED改型灯能够实现全向照明。

根据本发明提出，第一透镜部分和第二透镜部分将电路板夹持在其中。在本发明的设计方案中，电路板能够作为透镜的载体，用于支撑透镜，从而无需再为透镜配备单独的支撑结构，这在很大程度上减少了LED改型灯的部件数量，降低了成本。

根据本发明的一个优选的设计方案提出，第一透镜部分和第二透镜部分设计为使得来自LED芯片的光线通过所述第一透镜部分和第二透镜部分覆盖电路板两侧的区域，以实现全向照明。由于LED芯片布置在电路板的两个相对的侧面上，因此布置在电路板的两侧上的透镜部分也相应地负责电路板的两侧所对应的半球区域，从而对LED芯片发射的光线进行二次光学处理，以实现全向照明。通过简单的光学结构即可实现全向照明，从而避免了在照明装置的内部布置许多个LED芯片的方案，这在很大程度上降低了对驱动器进而对驱动电压的要求，同时也使LED改型灯的部件数量大大降低，这也很大程度上降低了成本。

优选的是，第一透镜部分和第二透镜部分相对于电路板是镜像对称的，由此通过两个透镜部分出射的光线在两个相应的半球区域中也是对称的。然而，在本发明的另外的设计方案中，这两个透镜部分也可以不是镜像对称的，从而获得预期的照明效果。在此种情况下。通过这两个透镜部分出射的光线在其各自的半球区域中是不对称的。

优选的是，第一透镜部分和第二透镜部分分别包括入射面和出射面，其中入射面限定出容纳腔。LED芯片可布置在该容纳腔中，同时，各个透镜部分与电路板构成形成密封结构，布置在容纳腔中的LED芯片能够被可靠地与外界隔离，从而防止污染物对LED芯片造成污染。

根据本发明提出，入射面和出射面设计为使得来自LED芯片的光线通过第一透镜部分或第二透镜部分后覆盖至少半球区域。入射面和出射面相互配合，使得在通过各个透镜部分出射的光线均匀地覆盖所对应的半球区域中。从而在获得全向照明的效果的同时，在各个方向上的光强分布也尽可能一致。

优选的是，入射面设计成球面，出射面设计为自由曲面。入射面和出射面之间相互配合能够确保覆盖一个半球区域即可，而将入射面设计成球面，将出射面设计成自由曲面有利于加工制造。当然设计人员也可以选择其他类型的入射面和出射面。

根据本发明提出，承载结构设计为散热器。电路板直接支撑在散热器上，这降低了在电路板和散热器之间的热阻，更加有利与散热，进而提高了整个LED改型灯的效率和寿命。

有利的是，散热器包括基体和形成在基体的周面上的散热片。散热片给增大了散热器与周围空气对流的面积，增强了散热器的散热效果。

根据本发明提出，散热片如此设计，使得散热器至多遮挡60度的圆锥形区域。由于散热片在基体的外圆周上突出于基体延伸。因此散热片必定对LED芯片发射的光线产生一定程度上的遮挡，如果能够将这种遮挡降低到最小范围，则对于根据本发明的LED改型灯来说是非常有利的。在本发明的设计方案中，所谓的60°的圆锥形区域指的是以LED改型灯的光学中心为顶点，位于LED改型灯的后半球，也就是散热器所在的区域中的一个圆锥形区域。

优选的是，基体上形成有狭槽，电路板形状配合地插入到狭槽中。狭槽能够可靠地将电路板固定在其中。另外，由于电路板与狭槽紧密地接触，更加有利于热量从电路板传递至散热器，这显著地提高了根据本发明的LED改型灯的散热性能。

有利的是，透镜由塑料或者玻璃制成。当然，透镜也可以由其他的透明或者半透明材料制成。

应该理解的是，如果没有其它特别注明，这里描述的不同的示例性实施例的特征可以彼此结合。

附图说明

附图构成本说明书的一部分，用于帮助进一步理解本发明。这些附图图解了本发明的实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。在附图中相同的部件用相同的标号表示。图中示出：

图1是根据本发明的LED改型灯的示意图；

图2是并未安装透镜的LED改型灯的示意图；

图3是安装有透镜的电路板区域的示意图；

图4是根据本发明的LED改型灯的透镜的示意图；

图5是透过透镜的一个透镜部分出射的光线的光分布图；

图6是根据本发明的LED改型灯发射的光线的光路图。

具体实施方式

在下面详细描述中，参考形成本说明书的一部分的附图，其中，以例证的方式示出了可以实施本发明的具体实施例。关于图，诸如“上”、“下”、“左”、“右”等方向性术语参考所描述的附图的方向使用。由于本发明实施例的组件可以在许多不同方向上放置，所以方向术语仅用于说明，而没有任何限制的意思。应该理解的是，可以使用其它实施例，并且在不背离本发明的范围的前提下可以进行结构或逻辑改变。所以，下面详细描述不应被理解为限制性的意思，并且本发明由所附的权利要求限定。

图1示出根据本发明的LED改型灯100的示意图。从图中可见，该LED改型灯包括：设计成散热器的承载结构1；布置在该承载结构1的一侧的电路板2；以及透镜3。从图中可见，该电路板2竖立在承载结构1的一侧上，并且电路板2包括彼此相对的第一侧面21和第二侧面22，在这两个侧面上分别布置有LED芯片（图中未示出）。以图1中的附图为例，如果以电路板2的延伸方向为垂直方向，那么LED芯片则在电路板2的两个侧面上在垂直于垂直方向的水平方向上彼此背对地布置。

另外，从图中进一步可见，透镜3包括安装在第一侧面21和第二侧面22上的第一透镜部分31和第二透镜部分32，其中，来自LED芯片的光线分别通过所述第一透镜部分31和第二透镜部分32出射。第一透镜部分31和第二透镜部分32将电路板2夹持在其中。

图2示出了并未安装有透镜3的LED改型灯100的示意图。从图中科更加清晰地看到电路板2与散热器之间的布局。从图中可见，在散热器包括基体1和布置在基体11的外圆周上的散热片12。其中在基体11的一侧形成有狭槽111，电路板2形状配合地插入到狭槽中。狭槽能够可靠地将电路板2固定在其中。另外，由于电路板2与狭槽紧密地接触，更加有利于热量从电路板2传递至散热器，这显著地提高了根据本发明的LED改型灯100的散热性能。

另外，散热片12如此设计，使得散热器至多遮挡60度的圆锥形区域。由于散热片12在基体11的外圆周上突出于基体11延伸。因此散热片12必定对LED芯片发射的光线产生一定程度上的遮挡，如果能够将这种遮挡降低到最小范围，则对于根据本发明的LED改型灯来说是非常有利的。在本发明的设计方案中，所谓的60°的圆锥形区域指的是以LED改型灯的光学中心为顶点，位于LED改型灯的后半球，也就是散热器所在的区域中的一个圆锥形区域（参见图1）。

图3是安装有透镜3的电路板1的区域的示意图，图中并未示出承载结构1的部分。从图中可见，透镜3包括第一透镜部分31和第二透镜部分32，这两个部分将电路板2夹持在其之间。在此，电路板2起到两个透镜部分的承载体的作用，从图中的方向上看，第一透镜部分31和第二透镜部分32分别在电路板2的两侧与电路板2紧密地连接。各个透镜部分31和32可以粘接或者卡锁连接至电路板2。

图4示出了根据本发明的LED改型灯100的透镜3的示意图。图中仅仅示出了透镜3的第一透镜部分31和第二透镜部分32，电路板2和其他结构并未示出。在本实施例中，第一透镜部分31和第二透镜部分32是彼此镜像对称的，也就是说，在电路板2的两侧的这两个透镜部分相对于电路板2是镜像对称的。由此通过两个透镜部分出射的光线在两个相应的半球区域中也是对称的。然而，在本发明的另外的实施例中，这两个透镜部分也可以不是镜像对称的，从而获得预期的照明效果。在此种情况下。通过这两个透镜部分出射的光线在其各自的半球区域中是不对称的。此外，在本发明实施例中，透镜3是由塑料制成的，当然透镜3也可以由玻璃或者其他类型的透明材料制成。

此外，从图中可见，第一透镜部分31和第二透镜部分32分别包括入射面311，321和出射面312，322，其中入射面311，321限定出容纳腔313，323，图中未示出的LED芯片可以布置在该容纳腔中。

根据本发明的设计方案，第一透镜部分31和第二透镜部分32设计为使得来自LED芯片的光线通过第一透镜部分31和第二透镜部分32覆盖电路板2两侧的区域，以实现全向照明。为此，入射面311，321和出射面312，322设计为使得来自LED芯片的光线通过第一透镜部分31或第二透镜部分32后覆盖至少半球区域，在本实施例中，入射面311，321设计成球面，出射面312，322设计为自由曲面。入射面311，321和出射面312，322之间相互配合能够确保覆盖一个半球区域即可，而将入射面311，321设计成球面，将出射面312，322设计成自由曲面有利于加工制造。当然设计人员也可以选择其他类型的入射面和出射面。

图5示出了透过根据本发明LED改型灯100的透镜3的一个透镜部分出射的光线的光分布图。从图中可见，通过一个透镜部分出射的光线已经覆盖了差不多180°的半球区域，那么如果LED改型灯使用两个这样的透镜部分即可获得全向照明效果。

图6示出了根据本发明的LED改型灯100发射的光线的光路图。从图中可见，该LED改型灯100发射的光线差不多覆盖了一个360度的球形区域，只是并未覆盖图中下方的一些角度的区域，这正如对图2的描述中所阐述的那样，由于散热器的基体11和散热片12的阻挡造成了光线无法覆盖该区域。但是就全向照明装置而言，本发明的LED改型灯100所能覆盖的区域已经完全满足全向照明的要求。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

参考标号

1 承载结构

11 基体

12 散热片

111 狭缝

2 电路板

3 透镜

31 第一透镜部分

32 第二透镜部分

311、321 入射面

321、322 出射面

Claims

1.一种LED改型灯，包括：

承载结构（1）；

布置在所述承载结构（1）的一侧的电路板（2）；以及

透镜（3），

其特征在于，

所述电路板（2）竖立在所述承载结构（1）上，并且所述电路板（2）包括分别布置有至少一个LED芯片的第一侧面（21）和第二侧面（22），

其中，所述透镜（3）包括安装在所述第一侧面（21）和所述第二侧面（22）上的第一透镜部分（31）和第二透镜部分（32），其中，来自所述LED芯片的光线分别通过所述第一透镜部分（31）和所述第二透镜部分（32）出射。

2.根据权利要求1所述的LED改型灯（100），其特征在于，所述第一透镜部分（31）和所述第二透镜部分（32）将所述电路板（2）夹持在其中。

3.根据权利要求1所述的LED改型灯（100），其特征在于，所述第一透镜部分（31）和所述第二透镜部分（32）设计为使得来自所述LED芯片的光线通过所述第一透镜部分（31）和所述第二透镜部分（32）覆盖所述电路板（2）两侧的区域，以实现全向照明。

4.根据权利要求3所述的LED改型灯（100），其特征在于，所述第一透镜部分（31）和所述第二透镜部分（32）相对于所述电路板（2）镜像对称的。

5.根据权利要求4所述的LED改型灯（100），其特征在于，所述第一透镜部分（31）和所述第二透镜部分（32）分别包括入射面（311，321）和出射面（312，322），其中所述入射面（311，321）限定出容纳腔（313，323）。

6.根据权利要求5所述的LED改型灯（100），其特征在于，所述入射面（311，321）和所述出射面（312，322）设计为使得来自所述LED芯片的光线通过所述第一透镜部分（31）或所述第二透镜部分（32）后覆盖至少半球区域。

7.根据权利要求6所述的LED改型灯（100），其特征在于，所述入射面（311，321）设计成球面，所述出射面（312，322）设计为自由曲面。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的LED改型灯（100），其特征在于，所述承载结构（1）设计为散热器。

9.根据权利要求8所述的LED改型灯（100），其特征在于，所述散热器包括基体（11）和形成在基体（11）的周面上的散热片（12）。

10.根据权利要求9所述的LED改型灯（100），其特征在于，所述散热片（12）如此设计，使得所述散热器（1）至多遮挡60度的圆锥形区域。

11.根据权利要求8所述的LED改型灯（100），其特征在于，所述基体（11）上形成有狭槽（111），所述电路板（2）形状配合地插入到所述狭槽（111）中。

12.根据权利要求1至7中任一项所述的LED改型灯（100），其特征在于，所述透镜（3）由塑料或者玻璃制成。